[发明专利]一种小型涵道飞行器用飞行参数测量系统

说明书

技术领域

本发明属于测量系统设计领域，具体涉及一种小型涵道飞行器用飞行参数测量系统。

背景技术

目前，小型涵道飞行器正成为国内外对于无人机研究的重点对象之一，飞行器的结构和控制系统的设计都依赖于其气动参数。当需要测量飞行器的气动参数时，传统方法是分别利用传感器对小型涵道飞行器的各部件进行测量并得到测量数据，但由于飞行器并非理想模型，各动力部件之间、动力部件与支撑结构之间都存在相互影响，因此，当对这些单独测量的数据进行集成计算时会存在很大的误差，会导致整机结构和控制系统的设计不合理。此外，由于小型涵道飞行器为静不稳定系统，这样就无法手控该类飞行器的飞行，也就很难直接获得飞行参数，因此无法采用常用的参数辨识的方法计算得到飞行器的气动参数。

而目前还没有一种测量系统可以同时测量小型涵道飞行器的质量和质心位置、发动机的推力、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种小型涵道飞行器用飞行参数测量系统，该系统能够达到提高测量便捷性以及测量数据准确性的目的。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

该系统测量的飞行参数包括小型涵道飞行器的质量和质心位置、发动机的推力、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩。小型涵道飞行器内设有发动机、反扭矩舵、俯仰控制舵和滚转控制舵。该系统包括测试平台座、直线导轨、扭矩传感器、万向节联轴器、第一拉压测量装置、第二拉压测量装置、第三拉压测量装置、第四拉压测量装置、第五拉压测量装置、小型涵道飞行器、工作台、第一关节轴承、铰链、滑动轴承、光轴支承座、第一轴向限位环、固定轴、光轴、第一钢杆、第二钢杆、第三钢杆、第二关节轴承和第二轴向限位环。所述拉压测量装置由两侧各连接有刚性轴的拉压传感器构成，且两个刚性轴同轴。该系统各组成部分之间的连接关系为：

在地面上设置有两个互相平行的直线导轨，且沿横向分布，两个直线导轨上设置有工作台，工作台的两侧底部通过滑轨与相应的直线导轨卡合。工作台的右侧上表面边沿的中点处设有滑动轴承，工作台右侧的墙壁上安装有测试平台座，滑动轴承通过第五拉压测量装置连接至测试平台座，并使得第五拉压测量装置呈水平方向。在工作台的上表面横向中心线上从左到右依次设有第一钢杆和两个铰链，两个铰链之间的距离大于小型涵道飞行器的高度，第一钢杆垂直放置且靠近工作台的左侧边沿，第一钢杆的长度大于小型涵道飞行器的1/2宽度，第一钢杆的上端分为两端，一端固连扭矩传感器的左端，另一端固连光轴支承座底部，扭矩传感器的右端连接水平光轴，光轴支承座被设置在光轴上，光轴的右端安装有万向节联轴器。工作台的后侧上表面边沿从左到右依次设有第二钢杆和第三钢杆，二者均与第一钢杆等长，第二钢杆和第三钢杆之间的距离大于小型涵道飞行器的高度，且二者上端各设有铰链。

所述万向节联轴器的右端连接固定轴，小型涵道飞行器沿横向轴向且被安装在固定轴上，并使得小型涵道飞行器的顶部朝左，在万向节联轴器与小型涵道飞行器的顶部之间的固定轴上依次设有第一轴向限位环和两个第一关节轴承，第一轴向限位环用于固定第一关节轴承的位置，两个第一关节轴承贴合分布，其中一个第一关节轴承通过第四拉压测量装置连接至工作台上较近的铰链，并使得第四拉压测量装置的刚性轴垂直于工作台，另一个第一关节轴承通过第一拉压测量装置连接至第二钢杆上端的铰链，并使得第一拉压测量装置的刚性轴垂直于第二钢杆。在靠近小型涵道飞行器底部的固定轴上依次设有两个第二关节轴承和第二轴向限位环，第二轴向限位环用于固定第二关节轴承的位置，两个第二关节轴承贴合分布，其中一个第二关节轴承通过第三拉压测量装置连接至工作台上较近的铰链，并使得第三拉压测量装置的刚性轴垂直于工作台，另一个第二关节轴承通过第二拉压测量装置连接至第三钢杆上端的铰链，并使得第二拉压测量装置的刚性轴垂直于第三钢杆，最终使得固定轴平行于工作台的横向中心线。

有益效果：

（1）本发明所提供的系统，基于直角正交原理，采用关节轴承和铰链来进行拉压传感器的布置，并沿飞行器固定轴方向设置扭矩传感器，从而实现了对小型涵道飞行器的质量和质心位置、发动机的推力、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩，这些飞行参数的测量，此外，在测试过程中，不需要对传感器进行二次拆装，从而达到了测量便捷性的目的。